Relatório de Laboratório de Máquinas Elétricas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE – UFAC 
CCET – CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
BACHARELADO EM ENG. ELÉTRICA 
LAB. DE MÁQUINAS ELÉTRICAS I 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RIO BRANCO – AC 
 
INTRODUÇÃO 
 Durante o início da disciplina foi apresentado aos alunos sobre o que 
a disciplina trataria. Nosso objetivo é claro: entender o funcionamento e as 
características de uma máquina elétrica, saber como operar e fazer operar 
uma mesma. Dentro desse ambiente nós nos deparamos com muitas 
perguntas, uma delas é o que diabos é uma ligação estrela e triangulo e 
quais as diferenças entre as ligações. Nesse quesito, ficou claro que não 
chegaríamos e simplesmente ligaríamos uma máquina. Era necessário um 
conhecimento prévio. 
 Diante disso foi proposto o seguinte: no início nosso objetivo é 
entender as características de fabricação do produto, que em grande parte 
descrevem o comportamento físico do equipamento. É necessária uma 
abordagem mais intensa do assunto para entendermos essas características 
e como utilizar ao nosso favor. Assim, esse relatório trata necessariamente 
de uma “missão de reconhecimento” sobre máquinas elétricas, no quesito 
de fabricação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório I - Primeiros Passos 
 
Introdução 
Eng. Elétrica 1 
CONCEITOS BASE 
1.1 – MÁQUINAS ELÉTRICAS 
Antes de iniciarmos a análise dos dados de fabricação dos 
equipamentos, uma pergunta deve estar em sua cabeça: o que são 
máquinas elétricas? É louvável que se faça essa pergunta, afinal é 
impossível ler as tabelas das máquinas sem entender alguns conceitos base 
delas. Assim as máquinas elétricas em uma definição mais rústica, como 
máquinas responsáveis pela conversão de energia. Elas podem ser divididas 
primordialmente entre três máquinas: os transformadores, os motores e os 
geradores. A sua divisão principal se dá pela diferenciação do tipo de 
energia com que lida. Enquanto suas secundárias se dão por vários fatores 
como velocidade, tipo de corrente utilizada e o número de fases. Para 
melhor conceituação: 
MÁQUINAS ELÉTRICAS 
CLASSIFICAÇÃO PRINCIPAL CLASSIFICAÇÃO SECUNDÁRIA 
Máquinas Rotativas: Estas são 
caracterizadas por converter 
energia elétrica em mecânica ou 
vice e versa. Exemplos desse tipo 
de máquina são os motores e os 
geradores. 
Máquinas corrente contínua / 
alternada: São máquinas que 
utilizam corrente contínua ou 
alternada para o seu 
funcionamento. A importância 
dessa diferenciação é que em 
máquinas de corrente alternada, o 
campo magnético é maior que em 
de correntes contínuas e sua 
potência possui característica 
complexa. (S=P+jQ) 
Maquinas Estacionárias: São 
máquinas elétricas cuja principal 
função é converter energia elétrica 
com a função de elevar ou abaixar 
tensões além de que em alguns 
tipos fazer o isolamento entre o 
primário e o secundário. O principal 
representante dessa categoria é o 
transformador. 
Máquinas de Velocidade 
Síncrona / Assíncrona: Aqui as 
máquinas são classificadas de 
acordo com sua velocidade. Note 
que esse tipo de classificação só é 
válida para máquinas rotativas. 
 Máquinas monofásicas / 
trifásicas: São consideradas 
máquinas monofásicas aquelas que 
operam apenas em uma fase. 
Enquanto as trifásicas operam em 
três. Note que nas classificações de 
máquinas elétricas não são citadas 
máquinas bifásicas ou polifásicas 
por exemplo porém no Fitzgerald, 
ele trata o estudo em máquinas 
polifásicas. A ideia é classificar 
pelos tipos mais utilizados, não 
pelos tipos existentes de máquinas. 
TABELA 1: Tipos de máquinas (Fonte: acervo pessoal) 
2 Eng. Elétrica 
Relatório I - Primeiros Passos 
 
Sessão 1: Máquinas Elétricas 
Durante nosso curso nos deparamos diversas vezes com máquinas 
elétricas estacionárias, elas são alvo de estudo em nossa grade, 
principalmente nas disciplinas de Eletromagnetismo II, Circuitos Elétricos II, 
Conversão Eletromecânica de Energia e Lab. de Conversão Eletromecânica 
de Energia. Agora com o avanço na grade e no conhecimento dos discentes 
o alvo nessa disciplina serão as máquinas elétricas rotativas, sua operação, 
seus métodos de controle e seus cálculos relacionados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diagrama 1 – Os tipos de máquinas elétricas, exemplificações e os 
principais causadores de seu funcionamento/aprimoramento. 
 (Fonte: acervo pessoal) 
Até esse ponto foi dito que as máquinas elétricas rotativas relacionam 
um trabalho elétrico com um trabalho mecânico. De uma maneira mais 
dedutiva, elas relacionam um trabalho eletromagnético a uma rotação, 
portanto os princípios eletromagnéticos são todos aplicados nesse tipo de 
máquina. Outro ponto interessante é que as máquinas (motores, mais 
precisamente) precisam de uma tensão induzida em sua entrada para o 
funcionamento, pense que na entrada desse motor em questão entre uma 
tensão com muitas alterações em sua linha, muitas interferências. 
Consequente essa máquina sofrerá algum impacto dessa ligação mas 
atualmente com alguns avanços na área de eletrônica, principalmente a 
área de eletrônica de potência, permitiram uma melhora na proteção desses 
motores em relação à rede. É visível que uma análise de circuitos elétricos 
permite entender o funcionamento da máquina em questão no quesito das 
forças elétricas aplicadas a ele. Por último, um último avanço mais recente 
se provou crucial na introdução de máquinas elétricas industriais, elas 
permitem o melhor controle de por exemplo motores de indução trifásicos, 
que futuramente serão citados nos próximos relatórios. 
 Se você parou para ler até agora o que acontece com as máquinas, 
deve pensar que existem alguns fatores que devem se levar em conta. No 
próximo tópico eles serão explicados. 
Máquinas Estáticas ou Estacionárias Máquinas Rotativas 
Motor 
Elétric
o 
Gerador 
elétrico 
Autotransformador Transformador 
Linear 
Eletromagnetismo 
Circuitos Elétricos Eletrônica 
Programação 
3 Eng. Elétrica 
Relatório I - Primeiros Passos 
 
Sessão 1: Máquinas Elétricas 
1.2 – PERDAS E SEGURANÇA 
 Se até aqui você entendeu o que é uma máquina elétrica rotativa, 
você também deve ter entendido que manter sua vida útil não é fácil. O 
mundo não é um conto de fadas e deve ser entendido que problemas 
surgiram e que o motor, levando pro lado mais metafórico da coisa, não é 
de ferro. Problemas surgem e em grande parte das vezes são relacionados 
ao comportamento físico da máquina em relação à sua metodologia de 
funcionamento. Assim o fabricante procura mostrar os limites de sua 
máquina e suas vantagens para que não haja nenhum imprevisto na hora 
em que o comprador ligar ela. Assim são definidas duas coisas para análise 
dos pontos positivos e negativos da máquina (de maneira resumida) as 
perdas e a segurança. 
 As perdas estão relacionadas ao comportamento físico da máquina 
quando está ligada, elas são quantificadas pela quantidade de energia 
perdida durante o processo de ligamento da máquina. Enquanto segurança 
é dada pelo comportamento físico da máquina em relação a fatores internos 
e externos da máquina. Ela não pode ser quantificada mas pode ser 
definida. 
Tenha em mente que apesar de os dois fatores estarem diretamente 
relacionados em grande parte dos casos não é sempre que eles estarão 
relacionados. Por exemplo a variação máxima de temperatura pode estar 
relacionada à perca por aquecimento, mas não necessariamente esse 
excesso de temperatura possa ser a causa da perda.Pode ser que haja 
algum componente defeituoso dentro da máquina que causa esse tipo de 
perda. O ponto é que para alguns problemas, não há como você ter uma 
previsão. Mas para aqueles que há basta ter um bom entendimento da 
tabela. 
1.2.2 – FATORES DE SEGURANÇA PLACA: 
 Vamos citar dois fatores de segurança da placa, relacionados a sua 
operação para um melhor entendimento do por que esses dados têm que 
estar especificados na máquina: 
IP (Índice de Proteção): Relacionado à proteção da máquina ao 
ambiente externo, ele é descrito com dois algarismos, o primeiro de 0 à 6 e 
o segundo de 0 à 8. Um exemplo claro da utilidade desse índice é o motor 
com IP igual a 55. Um motor com IP de 55 pode ser utilizado em aplicações 
que envolvem acumulo de poeira e jatos de água já que tem proteção 
contra esse tipo de adversidade do ambiente. A proteção contra acumulo de 
poeira é excelente para ambientes que não são acessíveis e a proteção 
contra jatos de água permite a utilização em ambientes como por exemplo 
poços e açudes. No caso desse tipo de motor, ele poderia ser aplicado como 
uma bomba de água por exemplo. 
Variação máxima de temperatura e classe de isolamento: Determina 
a proteção do motor em relação a variação máxima de temperatura que ele 
pode atingir. No caso do motor de classe F, são 155 graus. 
4 Eng. Elétrica 
Relatório I - Primeiros Passos 
 
Sessão 1: Perdas e Segurança 
ANÁLISE PRÁTICA 
2.1 - TABELAS 
Após entendermos quais são os princípios de funcionamento de uma 
máquina elétrica e seus comportamentos perante a sua fabricação, foi dito 
aos alunos que fizessem a leitura e obtivessem os dados tabelados de cinco 
diferentes máquinas elétricas. Algumas delas possuiam características de 
funcionamento semelhantes, porém com características nominais e de 
magnitude diferentes. Assim, obtivemos os seguintes dados tabelados: 
MÁQUINA I – MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO 
Tensão de operação: 220 V – 380 V Corrente de Operação: 13.5 A – 7.5 A 
Frequência (Hz): 60 FP (): 0.82 Nº de fases: 03 Regime: S1 
Rotação por minuto (RPM): 1730 IP: 55 Número: 271014 
Potência Aparente (S): 4.878 kVA Ip/In= 7.2 Norma: NBR17094 
Tipo: V100L4 FS: 1.15 Fabricante: 
Variação Máxima de Temperatura: 155º 
Classe de Isolação Térmica: F 
Mancais: 6206 ZZ | 6206 ZZ 
Tabela 2 – Tabela referente à máquina I. (Fonte: Acervo pessoal) 
 
MÁQUINA II – MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO 
Tensão de operação: 220 V – 380 V Corrente de Operação: 18 A – 10.4 A 
Frequência (Hz): 60 FP (): 0.63 Nº de fases: 03 Regime: S1 
Rotação por minuto (RPM): 880 IP: 55 Número: 201214 
Potência Aparente (S): 6.869 kVA Ip/In= 6 Norma: NBR17094 
Tipo: V132M8 FS: 1.15 Fabricante: 
Variação Máxima de Temperatura: 155º 
Classe de Isolação Térmica: F 
Mancais: 6308 ZZ | 6308 ZZ 
Tabela 3 – Tabela referente à máquina II. (Fonte: Acervo pessoal.) 
 
MÁQUINA III – MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO 
Tensão de operação: 220 V – 380 V Corrente de Operação: 25.2A – 14.5 A 
Frequência (Hz): 60 FP (): 0.84 Nº de fases: 03 Regime: S1 
Rotação por minuto (RPM): 1760 IP: 55 Número: 291214 
Potência Aparente (S): 7.8116 Ip/In= 8.6 Norma: NBR17094 
Tipo: V132S4 FS: 1.15 Fabricante: 
Variação Máxima de Temperatura: 155º 
Classe de Isolação Térmica: F 
Mancais: 6308 ZZ | 6308 ZZ 
Tabela 4 – Tabela referente à máquina III. (Fonte: Acervo pessoal.) 
 
 
 
Relatório I - Primeiros Passos 
 
Sessão 2: Tabelas 
5 Eng. Elétrica 
MÁQUINA IV – MOTOR DE INDUÇÃO MONOFÁSICO 
Tensão de operação: 220 V – 110 V 
 254 V – 127 V 
Corrente de Operação: 6.4 A – 10.8 A 
 6.8 A – 11.8 A 
Frequência (Hz): 60 FP (): 0.84 Nº de fases: 01 Regime: S1 
Rotação por minuto (RPM): 1730 IP: 21 Número: 
LN10146117 
Potência Aparente (S): 1.1904 kVA Ip/In= 6.0 Norma: NBR17094 
Tipo: 10NJ56 FS: 1.15 Fabricante: 
Variação Máxima de Temperatura: 130º 
Classe de Isolação Térmica: B 
Mancais: N/A 
Tabela 5 – Tabela referente à máquina IV. (Fonte: Acervo pessoal.) 
 
MÁQUINA V – MOTOR DE INDUÇÃO MONOFÁSICO 
Tensão de operação: 220 V – 110 V 
 254 V – 127 V 
Corrente de Operação: 10.0A – 10.2 A 
 20.0A – 20.4 A 
Frequência (Hz): 60 FP (): 0.87 Nº de fases: 01 Regime: S1 
Rotação por minuto (RPM): 1725 IP: 21 Número: 
LN10146119 
Potência Aparente (S): 2.2086 kVA Ip/In= 6.2 Norma: NBR17094 
Tipo: 10NH56 FS: 1.15 Fabricante: 
Variação Máxima de Temperatura: 155º 
Classe de Isolação Térmica: F 
Mancais: N/A 
Tabela 6 – Tabela referente à máquina V. (Fonte: Acervo pessoal.) 
2.2 - GRÁFICOS 
Para uma análise mais aprofundada serão apresentados alguns 
gráficos com o intuito que comparar alguns valores nominais da máquina: 
 
Gráfico 1 - Gráfico relacionando o índice Ip/In (Fonte: Acervo 
pessoal) 
 
Relatório I - Primeiros Passos 
 
Sessão 2: Tabelas 
Eng. Elétrica 6 
 
Gráfico 2 - Gráfico comparando as segundas tensões de operação 
das máquinas. (Fonte: Acervo Pessoal) 
 
Gráfico 3 - Gráfico comparando as potências nominais de cada máquina. 
(Fonte: Acervo pessoal) 
 
Gráfico 4 - Gráfico comparando as duas correntes de operação de 
cada máquina. (Fonte:Acervo pessoal) 
Eng. Elétrica 7 
Relatório I - Primeiros Passos 
 
Sessão 2: Gráficos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DISCENTES: Lucas Costa Vichinsky 
DOCENTE: Pr. Dr. Diodomiro Baldomero Luque Carcasi 
Relatório I: Primeiros passos para análise prática de máquinas 
elétricas. Nesse relatório estão a leitura das placas e os 
conceitos base sobre máquinas elétricas. 
Rio Branco - AC 
CONCLUSÃO 
É notável a importância do estudo dos quesitos industriais das 
máquinas elétricas. Grande parte dos nossos problemas podem ser evitados 
ou resolvidos apenas lendo as especificações das mesmas e procurando 
alguma máquina que será compatível com nossos desejos de aplicações. 
Contudo, também deve se atentar que sem entender os princípios 
básicos do curso de engenharia elétrica é difícil entender quais problemas 
tal máquina pode vir a ter e o por que. Entender o funcionamento da 
máquina, em grande parte das vezes ajuda que algum fator indesejado nem 
chegue a ocorrer. Por isso a importância desses dois aspectos: entender o 
funcionamento e também entender a parte mais técnica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Eng. Elétrica 8 
Relatório I - Primeiros Passos 
 
Conclusão 
SUMÁRIO 
Introdução 
Conceitos Base 
1.1 - Máquinas Elétricas 
1.2 - Perdas e Segurança 
Análise Prática 
2.1 - Tabelas 
2.2 - Gráficos 
Conclusão 
................................................................................5 
................................................................................6 
................................................................4 
................................................................2 
Relatório I - Primeiros Passos 
 
Sumário 
Eng. Elétrica Unknow: 404 error 
................................................................................1 
............................................................................................7